資源簡介

[綜合題專攻]　第8練　定量測定或性質探究類實驗大題
1.(16分)(2024·湖北，18)學習小組為探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相關性質，室溫下進行了實驗Ⅰ~Ⅳ。
實驗Ⅰ 實驗Ⅱ 實驗Ⅲ
無明顯變化 溶液變為紅色，伴有氣泡產生 溶液變為墨綠色，并持續產生能使帶火星木條復燃的氣體
已知：為粉紅色、為藍色、為紅色、為墨綠色。回答下列問題：
(1)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液，需要用到如圖儀器中的　　　　　　(填標號)。
(2)實驗Ⅰ表明　　　　　　(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。實驗Ⅱ中大大過量的原因是　　　　　　　　。
實驗Ⅲ初步表明能催化H2O2的分解，寫出H2O2在實驗Ⅲ中所發生反應的離子方程式　　　　、　　　　。
(3)實驗Ⅰ表明，反應2+H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O難以正向進行，利用化學平衡移動原理，分析Co3+、Co2+分別與配位后，正向反應能夠進行的原因　　　　　　　。
(4)實驗Ⅳ中，A到B溶液變為藍色，并產生氣體；B到C溶液變為粉紅色，并產生氣體。從A到C所產生的氣體的分子式分別為　　　　　　　　、　　　　　　　　　。
實驗Ⅳ：
2.(18分)(2022·河北，14)某研究小組為了更準確檢測香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量，設計實驗如下：
①三頸燒瓶中加入10.00 g香菇樣品和400 mL水；錐形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液，并預加0.30 mL 0.010 00 mol·L-1的碘標準溶液，攪拌。
②以0.2 L·min-1流速通氮氣，再加入過量磷酸，加熱并保持微沸，同時用碘標準溶液滴定，至終點時滴定消耗了1.00 mL碘標準溶液。
③做空白實驗，消耗了0.10 mL碘標準溶液。
④用適量Na2SO3替代香菇樣品，重復上述步驟，測得SO2的平均回收率為95%。
已知：Ka1(H3PO4)=7.1×10-3，Ka1(H2SO3)=1.3×10-2
回答下列問題：
(1)裝置圖中儀器a、b的名稱分別為　　　　、　　　　。
(2)三頸燒瓶適宜的規格為　　　　(填標號)。
A.250 mL　　B.500 mL　　C.1 000 mL
(3)解釋加入H3PO4，能夠生成SO2的原因：　　　　　　　。
(4)滴定管在使用前需要　　　　　、洗滌、潤洗；滴定終點時溶液的顏色為　　　　　；滴定反應的離子方程式為　　　　。
(5)若先加磷酸再通氮氣，會使測定結果　　　　　(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
(6)該樣品中亞硫酸鹽含量為　　　 mg·kg-1(以SO2計，結果保留三位有效數字)。
3.(16分)(2024·山東，19)利用“燃燒-碘酸鉀滴定法”測定鋼鐵中硫含量的實驗裝置如下圖所示(夾持裝置略)。
實驗過程如下：
①加樣，將a mg樣品加入管式爐內瓷舟中(瓷舟兩端帶有氣孔且有蓋)，聚四氟乙烯活塞滴定管G內預裝c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3堿性標準溶液，吸收管F內盛有鹽酸酸化的淀粉水溶液。向F內滴入適量KIO3堿性標準溶液，發生反應：KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2O，使溶液顯淺藍色。
②燃燒：按一定流速通入O2，一段時間后，加熱并使樣品燃燒。
③滴定：當F內溶液淺藍色消退時(發生反應：SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI)，立即用KIO3堿性標準溶液滴定至淺藍色復現。隨SO2不斷進入F，滴定過程中溶液顏色“消退-變藍”不斷變換，直至終點。
回答下列問題：
(1)取20.00 mL 0.100 0 mol·L-1KIO3的堿性溶液和一定量的KI固體，配制1 000 mL KIO3堿性標準溶液，下列儀器必須用到的是　　　　　　(填標號)。
A.玻璃棒 B.1 000 mL錐形瓶
C.500 mL容量瓶 D.膠頭滴管
(2)裝置B和C的作用是充分干燥O2，B中的試劑為　　　　　　　。裝置F中通氣管末端多孔玻璃泡內置一密度小于水的磨砂浮子(見放大圖)，目的是　　　　。
(3)該滴定實驗達終點的現象是　　　　　　　；滴定消耗KIO3堿性標準溶液V mL，樣品中硫的質量分數是　　　　　　　　(用代數式表示)。
(4)若裝置D中瓷舟未加蓋，會因燃燒時產生粉塵而促進SO3的生成，粉塵在該過程中的作用是　　　　　　　；若裝置E冷卻氣體不充分，可能導致測定結果偏大，原因是　　　　　　　；
若滴定過程中，有少量不經I2直接將SO2氧化成H2SO4，測定結果會　　　　　　　　　(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
1.(20分)(2023·河南平許濟洛四市聯考)三氯化氧磷(POCl3)是一種重要的化工原料，常用作半導體摻雜劑及光導纖維原料。
研究小組在實驗室模擬反應：
PCl3+SO2+Cl2POCl3+SOCl2，制備POCl3并測定產品的含量。
資料卡片：
物質 熔點/℃ 沸點/℃ 有關性質
PCl3 -93.6 76.1 遇水劇烈水解，易與O2反應
POCl3 1.25 105.8 遇水劇烈水解，能溶于PCl3
SOCl2 -105 78.8 遇水劇烈水解，受熱易分解
(1)甲裝置中盛放的試劑為　　　　　　　，洗氣瓶甲、丁的作用是凈化原料氣體和　　　　　　　，實驗室制備SO2的化學方程式為　　　　　　　　。
(2)反應裝置圖中裝置丙、戊間方框內未畫出的儀器應選擇　　　　　　　　(填“球形冷凝管”或“直形冷凝管”)，如果沒有裝置戊，可能發生的反應是　　　　　　　　(寫一個即可)。
(3)該實驗需控制反應溫度60~65 ℃，則溫度不宜過高和過低的原因是　　　　，該實驗應采用的加熱方式為　　　　　　　　。
(4)測定提純后產品中POCl3的含量：準確稱取1.700 g樣品在水解瓶中搖動至完全水解，將水解液配成100 mL溶液，取10.00 mL于錐形瓶中，加入0.200 0 mol·L-1的AgNO3溶液20.00 mL(發生的反應為Ag++Cl-===AgCl↓)，再加少許硝基苯，用力振蕩，使沉淀被有機物覆蓋。加入指示劑，用0.100 0 mol·L-1 KSCN標準溶液滴定過量的AgNO3至終點(Ag++SCN-===AgSCN↓)，做平行實驗，平均消耗KSCN標準溶液10.00 mL。
①滴定選用的指示劑是　　　　(填字母)。
a.酚酞 b.淀粉
c.NH4Fe(SO4)2 d.甲基橙
②產品中POCl3的質量分數為　　　　%(保留三位有效數字)。
③已知：Ksp(AgCl)=3.2×10-10，Ksp(AgSCN)=2×10-12，若無硝基苯覆蓋沉淀表面，測定產品中POCl3的質量分數將　　　　(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
2.(14分)(2024·江西高三模擬)回答下列問題：
(1)金屬與硝酸反應通常不能生成H2，用過量3 mol·L-1 HNO3與鐵粉反應，HNO3的還原產物主要是NO，請寫出反應的離子方程式：　　　　　　　　　　　　　。
有同學在查閱文獻時發現文獻有記載：HNO3與鐵反應能產生H2。于是其小組進行了金屬鐵與硝酸反應能否產生H2及其有利條件的探究。
實驗Ⅰ：20 ℃，將過量鐵粉溶于0.5 mol·L-1 HNO3，立即有無色氣體生成，充分反應后，溶液幾乎無色。
(2)檢驗氣體：方法如圖所示。
確認氣體是H2，不含NO。實驗證據是　　　　　　　　　。
(3)檢驗溶液：取上層清液，等分兩份
①向一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產生　　　，說明含有Fe2+。
②向另一份加入NaOH溶液，產生灰綠色沉淀；加熱至沸騰，有刺激性氣味氣體逸出，用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍。綜合①、②，說明實驗Ⅰ中發生的反應有Fe+2HNO3===Fe+H2↑，另外還有　　　　　　　　　　　　　　　　　　(寫出化學方程式)。
(4)對H2產生的原因提出假設：在稀的酸性溶液中，HNO3中H+的氧化性大于，驗證如下：
實驗Ⅱ：將銅粉溶于0.5 mol·L-1 HNO3。經檢測，發現沒有　　　　　　(填化學式)生成，初步證實假設不成立。
(5)再次查閱文獻發現：在酸性介質中，盡管電極電勢數據顯示是強氧化劑，然而動力學原因導致它在稀酸中的反應一般都很慢。于是小組改變條件重復實驗Ⅰ，向2 mL 0.5 mol·L-1 HNO3中加入過量鐵粉，結果如下：
實驗序號 Ⅲ Ⅳ Ⅴ
溫度 20 ℃ 40 ℃ 60 ℃
生成H2體積 6.0 mL 3.4 mL 2.6 mL
經檢驗，實驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ中，的還原產物與實驗Ⅰ相同。從反應速率的角度解釋溫度升高H2體積減少的原因：　　　　　　　　　　。
(6)綜上所述，有利于金屬與硝酸反應生成氫氣的條件是　　　　　　。
3.(16分)(2023·河南開封二模)某小組根據硫元素的化合價，預測SO2既有還原性又有氧化性，并設計實驗進行探究。
Ⅰ.探究SO2的還原性：向試管中通入足量SO2 (尾氣處理裝置已略)，記錄如下。
裝置 編號 試劑 實驗現象
a 碘水 溶液的棕黃色褪去
b Fe2(SO4)3溶液
(1)a中反應的離子方程式為　　　　。
(2)b中的實驗現象為　　　　。
將b所得溶液分成三份，進行如下實驗。
實驗①：向第一份溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液，產生藍色沉淀。
實驗②：向第二份溶液中加入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅。
實驗③：向第三份溶液中先加入稀鹽酸酸化，再加入BaCl2溶液，產生白色沉淀。
上述實驗不能證明SO2與Fe3+發生了氧化還原反應的是　　　　，原因是　　　　。
Ⅱ.探究SO2的氧化性：向試管中通入足量SO2(尾氣處理裝置已略)，記錄如下。
裝置 編號 試劑 實驗現象
c 3 mol·L-1稀硫酸 始終無明顯變化
d 3 mol·L-1稀鹽酸 銅片表面變黑，溶液變為棕色
已知：ⅰ.水合Cu+既易被氧化也易被還原，因此水溶液中無法生成水合Cu+。
ⅱ.CuCl為白色固體，難溶于水，可溶于c(Cl-)較大的溶液生成[CuCl3]2-。
(3)證明d所得棕色溶液含有[CuCl3]2- ：用滴管吸取少量棕色溶液，滴入蒸餾水中，出現白色沉淀。用平衡移動原理解釋產生該現象的原因：　　　　　　　。
(4)與c對比，d能發生反應的原因是　　　　　　　。
(5)由實驗Ⅱ可推知，該條件下SO2、CuCl、Cu2+的氧化性由強到弱的順序為　　　　　　。
答案精析
真題演練
1.(1)bc　(2)不能　吸收產生的H+，維持pH，促進反應正向進行　2Co2++10HC+H2O2===2[Co(CO3)3]3-+6H2O+4CO2↑　2H2O22H2O+O2↑　(3)實驗Ⅲ的現象表明，Co3+、Co2+分別與配位時，更易與反應生成(該反應為快反應)，導致幾乎不能轉化為，這樣使得的濃度減小的幅度遠遠大于減小的幅度，根據化學平衡移動原理，減小生成物濃度能使化學平衡向正反應方向移動，因此，上述反應能夠正向進行　(4)CO2　O2
解析　實驗Ⅰ中無明顯變化，證明 不能催化H2O2的分解；實驗Ⅱ中溶液變為紅色，證明易轉化為；實驗Ⅲ中溶液變為墨綠色，說明更易與反應生成，并且初步證明在的作用下易被H2O2氧化為；實驗Ⅳ中溶液先變藍后變粉紅，并且前后均有氣體生成，證明在酸性條件下，易轉化為，氧化性強，可以把H2O氧化為O2。(2)CoSO4溶液中存在大量的，向其中加入30%的H2O2后無明顯變化，因此實驗Ⅰ表明不能催化H2O2的分解。(4)實驗Ⅳ中，A到B溶液變為藍色，并產生氣體，說明發生了+6H++3H2O===+3CO2↑；B到C溶液變為粉紅色，并產生氣體，說明發生了4[Co+2H2O===4[Co]2++O2↑+4H+，因此從A到C所產生的氣體的分子式分別為CO2和O2。
2.(1)球形冷凝管　酸式滴定管　(2)C　(3)加入H3PO4后，溶液中存在化學平衡H2SO3SO2+H2O，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進了化學平衡H2SO3SO2+H2O向右移動　(4)檢漏　藍色　I2+SO2+2H2O===2I-+4H++S　(5)偏低　(6)80.8
解析　由題中信息可知，檢測香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量的原理是用過量的磷酸與其中的亞硫酸鹽反應生成SO2，用氮氣將SO2排入到錐形瓶中被水吸收，最后用碘標準溶液滴定，測出樣品中亞硫酸鹽含量。(2)三頸燒瓶中加入10.00 g香菇樣品和400 mL水，向其中加入H3PO4的體積不超過10 mL。在加熱時，三頸燒瓶中的液體不能超過其容積的，因此，三頸燒瓶適宜的規格為1 000 mL，選C。(4)滴定管在使用前需要檢漏、洗滌、潤洗；滴定前，溶液中的碘被SO2還原為碘離子，溶液的顏色為無色，滴定終點時，過量的半滴碘標準溶液使淀粉溶液變為藍色且半分鐘之內不變色，因此，滴定終點時溶液為藍色；滴定反應的離子方程式為I2+SO2+2H2O===2I-+4H++。(5)若先加磷酸再通氮氣，則不能將裝置中的空氣及時排出，有部分亞硫酸鹽和SO2被裝置中的氧氣氧化，碘標準溶液的消耗量將減少，因此會使測定結果偏低。(6)實驗中SO2消耗的碘標準溶液的體積為0.30 mL+1.00 mL=1.30 mL，減去空白實驗消耗的0.10 mL，則實際消耗碘標準溶液的體積為1.20 mL，根據反應I2+SO2+2H2O===2I-+4H++可以計算出n(SO2)=n(I2)=1.20 mL×10-3 L·mL-1×0.010 00 mol·L-1=1.20×10-5 mol，由于SO2的平均回收率為95%，則實際生成的n(SO2)=≈1.263×10-5 mol，則根據S元素守恒可知，該樣品中亞硫酸鹽含量為≈80.8 mg·kg-1。
3.(1)AD　(2)濃硫酸　防止倒吸　(3)當加入最后半滴KIO3堿性標準溶液后，溶液由無色突變為藍色且30 s內不變色　%　(4)催化劑　通入F的氣體溫度過高，導致部分I2升華，從而消耗更多的KIO3堿性標準溶液　不變
解析　由題中信息可知，利用“燃燒-碘酸鉀滴定法”測定鋼鐵中硫含量的實驗中，將氧氣經干燥、凈化后通入管式爐中將鋼鐵中硫氧化為SO2，然后將生成的SO2導入碘液中吸收，通過消耗KIO3堿性標準溶液的體積來測定鋼鐵中硫的含量。(1)配制1 000 mL KIO3堿性標準溶液，不用錐形瓶，需用1 000 mL容量瓶，轉移時用玻璃棒，定容用膠頭滴管，因此選AD。(2)裝置F中通氣管末端多孔玻璃泡內置磨砂浮子，相當于單向閥，能起到防倒吸的作用。(3)由S元素守恒及SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI、KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2O可得關系式3S~3SO2~3I2~KIO3，若滴定消耗KIO3堿性標準溶液V mL，則n(KIO3)=V×10-3 L×0.002 000 mol·L-1=2.000×10-6V mol，n(S)=3n(KIO3)=3×2.000×10-6V mol=6.000×10-6V mol，樣品中硫的質量分數是×100%=%。(4)粉塵在該過程中的作用是催化劑；若裝置E冷卻氣體不充分，則通入F的氣體溫度過高，可能導致部分I2升華，這樣就要消耗更多KIO3堿性標準溶液，從而可能導致測定結果偏大；若滴定過程中，有少量不經I2直接將SO2氧化成H2SO4，從電子轉移守恒的角度分析，得到6e-被還原為I-，仍能得到關系式3S~3SO2~KIO3，測定結果會不變。
模擬預測
1.(1)飽和食鹽水　觀察氣泡，控制氣體流速　Na2SO3+H2SO4(濃)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)球形冷凝管　POCl3+3H2O===H3PO4+3HCl(或SOCl2+H2O===2HCl+SO2等)
(3)溫度太低，反應速率太慢，溫度太高，PCl3等物質受熱揮發　水浴加熱　(4)①c　②90.3　③偏小
解析　(4)①由于Fe3+和SCN-反應生成紅色的Fe(SCN)3，所以滴定選用的指示劑是NH4Fe(SO4)2。②POCl3的水解方程式為POCl3+3H2O===H3PO4+3HCl，滴定過程中先后發生反應Cl-+Ag+===AgCl↓、SCN-+Ag+===AgSCN↓。n總(Ag+)=0.200 0 mol·L-1×0.02 L=0.004 mol，與KSCN反應的n(Ag+)=n(KSCN)=0.100 0 mol·L-1×0.01 L=0.001 mol，與Cl-反應的n(Ag+)=0.004 mol-0.001 mol=0.003 mol，則1.700 g樣品中POCl3的物質的量n(POCl3)=n(HCl)=×0.003 mol×=0.01 mol，m(POCl3)=0.01 mol×153.5 g·mol-1=1.535 g，樣品中POCl3的質量分數為×100%≈90.3%。③加入少量的硝基苯的目的是使生成的AgCl沉淀被覆蓋，由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)，如果不加硝基苯覆蓋AgCl沉淀，在水溶液中部分AgCl沉淀會轉化成AgSCN沉淀，使得實驗中消耗的KSCN溶液體積偏大，從而使POCl3的質量分數偏小。
2.(1)Fe+4H++===Fe3++NO↑+2H2O　(2)氣體遇空氣未見紅棕色，點燃肥皂泡，發出爆鳴聲　(3)①藍色沉淀
②4Fe+10HNO3===4Fe+NH4NO3+3H2O
(4)H2　(5)溫度升高，H+、被還原的速率均增大，被還原的速率增大的更多；被還原時H+同時被消耗，H+得電子機會減少，導致產生的H2體積減少
(6)較低溫度、低濃度硝酸
解析　(1)因為金屬與硝酸反應通常不能生成H2，所以用過量3 mol·L-1 HNO3與鐵粉反應，生成Fe(NO3)3、NO和水，其反應的離子方程式為Fe+4H++===Fe3++NO↑+2H2O。
(2)如圖將無色氣體通入空氣中，如果未變成紅棕色，說明沒有NO；點燃肥皂泡，如果發出爆鳴聲，說明是氫氣。
(3)②向另一份溶液中加入NaOH溶液，產生灰綠色沉淀，說明該溶液中含有Fe2+；刺激性氣味氣體遇到濕潤紅色石蕊試紙變藍，說明產生了氨氣，所以該溶液中含有銨根離子；綜合①、②，說明實驗Ⅰ中發生的反應有Fe+2H+===Fe2++H2↑，另外還有4Fe+10HNO3===4Fe+NH4NO3+3H2O。
(4)假設：在稀的酸性溶液中，如果HNO3中H+的氧化性大于N，那么將銅粉溶于0.5 mol·L-1 HNO3中，就應該生成氫氣和硝酸銅，經檢測，發現沒有H2生成，所以初步證實假設不成立。
3.(1)SO2+I2+2H2O===4H++2I- +　(2)溶液由棕黃色變為淺綠色　實驗③　原溶液中含有　(3)棕色溶液滴入蒸餾水后離子濃度減小，使CuCl(s)+ 2Cl- (aq)[CuCl3]2- (aq)的Q>K，平衡逆向移動，析出CuCl 沉淀
(4)Cl-與Cu+結合成[CuCl3]2- ，其氧化性弱于SO2，能夠被SO2氧化　(5)Cu2+>SO2>CuCl(共53張PPT)
[綜合題專攻]
專題三　第8練　
定量測定或性質
探究類實驗大題
真題演練
模擬預測
內容索引
實驗Ⅰ 實驗Ⅱ 實驗Ⅲ

無明顯變化 溶液變為紅色，伴有氣泡產生 溶液變為墨綠色，并持續產生能使帶火星木條復燃的氣體
1.(2024·湖北，18)學習小組為探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相關性質，室溫下進行了實驗Ⅰ~Ⅳ。
1
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真題演練
PART ONE
已知：為粉紅色、為藍色、為紅色、為墨綠色。回答下列問題：
(1)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液，需要用到下列儀器中的　 　(填標號)。
1
2
3
bc
(2)實驗Ⅰ表明　　　(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。實驗Ⅱ中大大過量的原因是　　　　　　　　 。
實驗Ⅲ初步表明能催化H2O2的分解，寫出H2O2在實驗Ⅲ中所發生反應的離子方程式　　　 　 、__________
　　　　 。
不能
吸收產生的H+，維持pH，促進反應正向進行
2Co2++10HC+H2O2===2[Co(CO3)3]3-+6H2O+4CO2↑
2H2O2
2H2O+O2↑
實驗Ⅰ 實驗Ⅱ 實驗Ⅲ

無明顯變化 溶液變為紅色，伴有氣泡產生 溶液變為墨綠色，并持續產生能使帶火星木條復燃的氣體
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實驗Ⅰ中無明顯變化，證明 不能催化H2O2的分解；實驗Ⅱ中溶液變為紅色，證明；實驗Ⅲ中溶液變為墨綠色，說明
的作用下易被H2O2氧化為；實驗Ⅳ中溶液先變藍后變粉紅，并且前后均有氣體生成，證明在酸性條件下，氧化性強，可以把H2O氧化為O2。CoSO4溶液中存在大量的，向其中加入30%的H2O2后無明顯變化，因此實驗Ⅰ表明不能催化H2O2的分解。
(3)實驗Ⅰ表明，反應2+H2O2+2H+ 2[Co(H2O)6]3++2H2O難以正向進行，利用化學平衡移動原理，分析Co3+、Co2+分別與配位后，正向反應能夠進行的原因　　　　　　 　。
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實驗Ⅰ 實驗Ⅱ 實驗Ⅲ

無明顯變化 溶液變為紅色，伴有氣泡產生 溶液變為墨綠色，并持續產生能使帶火星木條復燃的氣體
答案　實驗Ⅲ的現象表明，Co3+、Co2+分別與配位時，
更易與反應生成(該反應為快反應)，導致幾乎不能轉化為，這樣使得的濃度減小的幅度遠遠大于減小的幅度，根據化學平衡移動原理，減小生成物濃度能使化學平衡向正反應方向移動，因此，上述反應能夠正向進行
1
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(4)實驗Ⅳ中，A到B溶液變為藍色，并產生氣體；B到C溶液變為粉紅色，并產生氣體。從A到C所產生的氣體的分子式分別為　　 、　　　。
實驗Ⅳ：
1
2
3
CO2
O2
實驗Ⅳ中，A到B溶液變為藍色，并產生氣體，說明發生了
+6H++3H2O===+3CO2↑；B到C溶液變為粉紅色，并產生氣體，說明發生了4[Co+2H2O===4[Co]2++O2↑+
4H+，因此從A到C所產生的氣體的分子式分別為CO2和O2。
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2.(2022·河北，14)某研究小組為了更準確檢測香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量，設計實驗如下：
①三頸燒瓶中加入10.00 g香菇樣
品和400 mL水；錐形瓶中加入
125 mL水、1 mL淀粉溶液，并預
加0.30 mL 0.010 00 mol·L-1的碘標
準溶液，攪拌。
②以0.2 L·min-1流速通氮氣，再加入過量磷酸，加熱并保持微沸，同時用碘標準溶液滴定，至終點時滴定消耗了1.00 mL碘標準溶液。
1
2
3
③做空白實驗，消耗了0.10 mL碘標準溶液。
④用適量Na2SO3替代香菇樣品，重
復上述步驟，測得SO2的平均回收
率為95%。
已知：Ka1(H3PO4)=7.1×10-3，
Ka1(H2SO3)=1.3×10-2
回答下列問題：
(1)裝置圖中儀器a、b的名稱分別為　　 　　、　 　　　。
1
2
3
球形冷凝管
酸式滴定管
(2)三頸燒瓶適宜的規格為　　(填標號)。
A.250 mL　　
B.500 mL　　
C.1 000 mL
1
2
3
C
由題中信息可知，檢測香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量的原理是用過量的磷酸與其中的亞硫酸鹽反應生成SO2，用氮氣將SO2排入到錐形瓶中被水吸收，最后用碘標準溶液滴
定，測出樣品中亞硫酸鹽含量。
三頸燒瓶中加入10.00 g香菇樣品
和400 mL水，向其中加入H3PO4
的體積不超過10 mL。在加熱時，
三頸燒瓶中的液體不能超過其容
積的，因此，三頸燒瓶適宜的規格為1 000 mL，選C。
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(3)解釋加入H3PO4，能夠生成SO2的原因：__________________________
____________________________________________________________________________________________________________。
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3
學平衡H2SO3 SO2+H2O，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進了化學平衡H2SO3 SO2+H2O向右移動
加入H3PO4后，溶液中存在化
(4)滴定管在使用前需要　　　、洗滌、潤洗；滴定終點時溶液的顏色為　　　；滴定反應的離子方程式為　　　 　。
1
2
3
檢漏
藍色
I2+SO2+2H2O===2I-+4H++S
滴定管在使用前需要檢漏、洗滌、潤洗；滴定前，溶液中的碘被SO2還原為碘離子，溶液的顏色為無
色，滴定終點時，過量的半滴碘
標準溶液使淀粉溶液變為藍色且
半分鐘之內不變色，因此，滴定
終點時溶液為藍色；滴定反應的
離子方程式為I2+SO2+2H2O===
2I-+4H++。
1
2
3
(5)若先加磷酸再通氮氣，會使測定結果　　　(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
偏低
若先加磷酸再通氮氣，則不能將裝置中的空氣及時排出，有部分亞硫酸鹽和SO2被裝置中的氧氣氧化，碘標準溶液的消耗量將減少，因此會使測定結果偏低。
1
2
3
(6)該樣品中亞硫酸鹽含量為　　　 mg·kg-1(以SO2計，結果保留三位有效數字)。
80.8
1
2
3
實驗中SO2消耗的碘標準溶液的體積為0.30 mL+1.00 mL=1.30 mL，減去空白實驗消耗的0.10 mL，則實際消耗碘標準溶液的體積為1.20 mL，根據反應I2+SO2+2H2O===2I-+4H++可以計算出n(SO2)=n(I2)=1.20 mL×10-3 L·
mL-1×0.010 00 mol·L-1=1.20×10-5 mol，由于
SO2的平均回收率為95%，則實際生成的n(SO2)
=≈1.263×10-5 mol，則根據S元
素守恒可知，該樣品中亞硫酸鹽含量為
≈80.8 mg·kg-1。
1
2
3
3.(2024·山東，19)利用“燃燒-碘酸鉀滴定法”測定鋼鐵中硫含量的實驗裝置如下圖所示(夾持裝置略)。
實驗過程如下：
①加樣，將a mg樣品加
入管式爐內瓷舟中(瓷舟
兩端帶有氣孔且有蓋)，
聚四氟乙烯活塞滴定管G內預裝c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3堿性標準溶液，吸收管F內盛有鹽酸酸化的淀粉水溶液。向F內滴入適量KIO3堿性標準溶液，發生反應：KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2O，使溶液顯淺藍色。
1
2
3
②燃燒：按一定流速通入O2，一段時間后，加熱并使樣品燃燒。
③滴定：當F內溶液淺藍色消退時(發生反應：SO2+I2+2H2O===H2SO4+
2HI)，立即用KIO3堿性標準溶液滴定至淺藍色復現。隨SO2不斷進入F，滴定過程中溶液顏色“消退-變藍”不斷變換，直至終點。
1
2
3
回答下列問題：
(1)取20.00 mL 0.100 0 mol·L-1KIO3的堿性溶液和一定量的KI固體，配制
1 000 mL KIO3堿性標準溶液，下列儀器必須用到的是　　　(填標號)。
A.玻璃棒 B.1 000 mL錐形瓶
C.500 mL容量瓶 D.膠頭滴管
1
2
3
AD
由題中信息可知，利用“燃燒-碘酸鉀滴定法”測定鋼鐵中硫含量的實驗中，將氧氣經干燥、凈化后通入管式爐中將鋼鐵中硫氧化為SO2，然后將生成的SO2導入碘液中吸收，通過消耗KIO3堿性標準溶液的體積來測定鋼鐵中硫的含量。
配制1 000 mL KIO3堿性
標準溶液，不用錐形瓶，
需用1 000 mL容量瓶，
轉移時用玻璃棒，定容用膠頭滴管，因此選AD。
1
2
3
裝置F中通氣管末端多孔玻璃泡內置磨砂浮子，相當于單向閥，能起到防倒吸的作用。
(2)裝置B和C的作用是充分干燥O2，B中的試劑為　　　　。裝置F中通氣管末端多孔玻璃泡內置一密度小于水的磨砂浮子(見放大圖)，目的是
　　　 　。
1
2
3
濃硫酸
防止倒吸
(3)該滴定實驗達終點的現象是____________________________________
　　　　　　 　；滴定消耗KIO3堿性標準溶液V mL，
樣品中硫的質量分數是　　　　(用代數式表示)。
1
2
3
當加入最后半滴KIO3堿性標準溶液后，溶液由無色突變為藍色且30 s內不變色
%
由S元素守恒及SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI、KIO3+5KI+6HCl===3I2+
6KCl+3H2O可得關系式3S~3SO2~3I2~KIO3，若滴定消耗KIO3堿性標準溶液V mL，則n(KIO3)=V×10-3 L×0.002 000 mol·L-1=2.000×10-6V mol，n(S)=3n(KIO3)=3×
2.000×10-6V mol=
6.000×10-6V mol，
樣品中硫的質量分
數是×100%=%。
1
2
3
(4)若裝置D中瓷舟未加蓋，會因燃燒時產生粉塵而促進SO3的生成，粉塵在該過程中的作用是　　　　；若裝置E冷卻氣體不充分，可能導致測定結果偏大，原因是_____________________________________________
　　　　　　 　； 若滴定過程中，有少量不經I2直接將SO2氧化成H2SO4，測定結果會　　　(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
1
2
3
催化劑
通入F的氣體溫度過高，導致部分I2升華，從而消耗更多的KIO3堿性標準溶液
不變
粉塵在該過程中的作用是催化劑；若裝置E冷卻氣體不充分，則通入F的氣體溫度過高，可能導致部分I2升華，這樣就要消耗更多KIO3堿性標準溶液，從而可能導致測定結果偏大；若滴定過程中，有少量不經I2直接將SO2氧
化成H2SO4，從電子
轉移守恒的角度分析，
得到6e-被還原為I-，
仍能得到關系式3S~3SO2~KIO3，測定結果會不變。
1
2
3
1.(2023·河南平許濟洛四市聯考)三氯化氧磷(POCl3)是一種重要的化工原料，常用作半導體摻雜劑及光導纖維原料。
研究小組在實驗室模擬反應：
PCl3+SO2+Cl2 POCl3
+SOCl2，制備POCl3并測定產
品的含量。
1
2
3
模擬預測
PART TWO
資料卡片：
1
2
3
(1)甲裝置中盛放的試劑為　　　　　，洗氣瓶甲、丁的作用是凈化原料氣體和　　　　　　 　，實驗室制備SO2的化學方程式為_________
　　　　　　　　 。
物質 熔點/℃ 沸點/℃ 有關性質
PCl3 -93.6 76.1 遇水劇烈水解，易與O2反應
POCl3 1.25 105.8 遇水劇烈水解，能溶于PCl3
SOCl2 -105 78.8 遇水劇烈水解，受熱易分解
飽和食鹽水
觀察氣泡，控制氣體流速
Na2SO3+
H2SO4(濃)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)反應裝置圖中裝置丙、戊間方框內未畫出的儀器應選擇____________
(填“球形冷凝管”或“直形冷凝管”)，如果沒有裝置戊，可能發生的反應是　　　　　 　　　(寫一個即可)。
球形冷凝管
POCl3+3H2O===H3PO4+3HCl(或SOCl2+H2O===2HCl+SO2等)
1
2
3
(3)該實驗需控制反應溫度60~65 ℃，則溫度不宜過高和過低的原因是　　 　　，該實驗應采用的加熱方式為　　　　　。
溫度太低，反應速率太慢，溫度太高，PCl3等物質受熱揮發
1
2
3
水浴加熱
(4)測定提純后產品中POCl3的含量：準確稱取1.700 g樣品在水解瓶中搖動至完全水解，將水解液配成100 mL溶液，取10.00 mL于錐形瓶中，加入0.200 0 mol·L-1的AgNO3溶液20.00 mL(發生的反應為Ag++Cl-===AgCl↓)，再加少許硝基苯，用力振蕩，使沉淀被有機物覆蓋。加入指示劑，用0.100 0 mol·L-1 KSCN標準溶液滴定過量的AgNO3至終點(Ag++SCN-===
AgSCN↓)，做平行實驗，平均消耗
KSCN標準溶液10.00 mL。
①滴定選用的指示劑是　　(填字母)。
a.酚酞 b.淀粉
c.NH4Fe(SO4)2 d.甲基橙
1
2
3
c
由于Fe3+和SCN-反應生成紅色的Fe(SCN)3，所以滴定選用的指示劑是NH4Fe(SO4)2。
1
2
3
②產品中POCl3的質量分數為　　　　%(保留三位有效數字)。
1
2
3
90.3
POCl3的水解方程式為POCl3+3H2O===H3PO4+3HCl，滴定過程中先后發生反應Cl-+Ag+===AgCl↓、SCN-+Ag+===AgSCN↓。n總(Ag+)=0.200 0 mol·L-1
×0.02 L=0.004 mol，與KSCN反應的n(Ag+)=n(KSCN)=0.100 0 mol·L-1×0.01 L
=0.001 mol，與Cl-反應的n(Ag+)=0.004 mol-0.001 mol=0.003 mol，則1.700 g樣品中POCl3的物質的量n(POCl3)=
n(HCl)=×0.003 mol×=
0.01 mol，m(POCl3)=0.01 mol×
153.5 g·mol-1=1.535 g，樣品中POCl3
的質量分數為×100%≈90.3%。
1
2
3
③已知：Ksp(AgCl)=3.2×10-10，Ksp(AgSCN)=2×10-12，若無硝基苯覆蓋沉淀表面，測定產品中POCl3的質量分數將　　　　(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
1
2
3
偏小
加入少量的硝基苯的目的是使生成的AgCl沉淀被覆蓋，由于Ksp(AgCl)
>Ksp(AgSCN)，如果不加硝基苯覆蓋AgCl沉淀，在水溶液中部分AgCl沉淀會轉化成AgSCN沉淀，使得實驗中消耗的KSCN溶液體積偏大，從而使POCl3的質量分數偏小。
1
2
3
2.(2024·江西高三模擬)回答下列問題：
(1)金屬與硝酸反應通常不能生成H2，用過量3 mol·L-1 HNO3與鐵粉反應，HNO3的還原產物主要是NO，請寫出反應的離子方程式：_____________
　　　　　　　　　　。
有同學在查閱文獻時發現文獻有記載：HNO3與鐵反應能產生H2。于是其小組進行了金屬鐵與硝酸反應能否產生H2及其有利條件的探究。
實驗Ⅰ：20 ℃，將過量鐵粉溶于0.5 mol·L-1 HNO3，立即有無色氣體生成，充分反應后，溶液幾乎無色。
1
2
3
===Fe3++NO↑+2H2O
Fe+4H++
因為金屬與硝酸反應通常不能生成H2，所以用過量3 mol·L-1 HNO3與鐵粉反應，生成Fe(NO3)3、NO和水，其反應的離子方程式為Fe+4H++
===Fe3++NO↑+2H2O。
1
2
3
(2)檢驗氣體：方法如圖所示。
確認氣體是H2，不含NO。實驗證據是______________________________
　　　　　　　　。
氣體遇空氣未見紅棕色，點燃肥皂
泡，發出爆鳴聲
如圖將無色氣體通入空氣中，如果未變成紅棕色，說明沒有NO；點燃肥皂泡，如果發出爆鳴聲，說明是氫氣。
1
2
3
(3)檢驗溶液：取上層清液，等分兩份
①向一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產生　 　　，說明含有Fe2+。
②向另一份加入NaOH溶液，產生灰綠色沉淀；加熱至沸騰，有刺激性氣味氣體逸出，用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍。綜合①、②，說明實驗Ⅰ中發生的反應有Fe+2HNO3===Fe+H2↑，另外還有_____
　　　　　 　 　(寫出化學方程式)。
1
2
3
藍色沉淀
10HNO3===4Fe+NH4NO3+3H2O
4Fe+
向另一份溶液中加入NaOH溶液，產生灰綠色沉淀，說明該溶液中含有Fe2+；刺激性氣味氣體遇到濕潤紅色石蕊試紙變藍，說明產生了氨氣，所以該溶液中含有銨根離子；綜合①、②，說明實驗Ⅰ中發生的反應有Fe+2H+===Fe2++H2↑，另外還有4Fe+10HNO3===4Fe+
NH4NO3+3H2O。
1
2
3
(4)對H2產生的原因提出假設：在稀的酸性溶液中，HNO3中H+的氧化性大于，驗證如下：
實驗Ⅱ：將銅粉溶于0.5 mol·L-1 HNO3。經檢測，發現沒有　　　(填化學式)生成，初步證實假設不成立。
1
2
3
H2
假設：在稀的酸性溶液中，如果HNO3中H+的氧化性大于N，那么將銅粉溶于0.5 mol·L-1 HNO3中，就應該生成氫氣和硝酸銅，經檢測，發現沒有H2生成，所以初步證實假設不成立。
(5)再次查閱文獻發現：在酸性介質中，盡管電極電勢數據顯示是強氧化劑，然而動力學原因導致它在稀酸中的反應一般都很慢。于是小組改變條件重復實驗Ⅰ，向
2 mL 0.5 mol·L-1 HNO3中
加入過量鐵粉，結果如右：
經檢驗，實驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ中，的還原產物與實驗Ⅰ相同。從反應速率的角度解釋溫度升高H2體積減少的原因：_________________________
____________________________________________________________________________________________________________。
實驗序號 Ⅲ Ⅳ Ⅴ
溫度 20 ℃ 40 ℃ 60 ℃
生成H2體積 6.0 mL 3.4 mL 2.6 mL
溫度升高，H+、被還原的速率均增大，被還原的速率增大的更多；被還原時H+同時被消耗，H+得電子機會減少，導致產生的H2體積減少
1
2
3
(6)綜上所述，有利于金屬與硝酸反應生成氫氣的條件是______________
　　　　　。
1
2
3
較低溫度、低
濃度硝酸
(1)a中反應的離子方程式為　 　　　。
SO2+I2+2H2O===4H++2I- +
裝置 編號 試劑 實驗現象
a 碘水 溶液的棕黃色褪去
b Fe2(SO4)3溶液
3.(2023·河南開封二模)某小組根據硫元素的化合價，預測SO2既有還原性又有氧化性，并設計實驗進行探究。
Ⅰ.探究SO2的還原性：向試管中通入足量SO2 (尾氣處理裝置已略)，記錄如下。
1
2
3
裝置 編號 試劑 實驗現象
a 碘水 溶液的棕黃色褪去
b Fe2(SO4)3溶液
(2)b中的實驗現象為　　 　。
將b所得溶液分成三份，進行如下實驗。
實驗①：向第一份溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液，產生藍色沉淀。
實驗②：向第二份溶液中加入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅。
溶液由棕黃色變為淺綠色
1
2
3
裝置 編號 試劑 實驗現象
a 碘水 溶液的棕黃色褪去
b Fe2(SO4)3溶液
實驗③：向第三份溶液中先加入稀鹽酸酸化，再加入BaCl2溶液，產生白色沉淀。
上述實驗不能證明SO2與Fe3+發生了氧化還原反應的是　　　　，原因是　　 　　。
實驗③
原溶液中含有
1
2
3
Ⅱ.探究SO2的氧化性：向試管中通入足量SO2(尾氣處理裝置已略)，記錄如下。
裝置 編號 試劑 實驗現象
c 3 mol·L-1稀硫酸 始終無明顯變化
d 3 mol·L-1稀鹽酸 銅片表面變黑，溶液變為棕色
已知：ⅰ.水合Cu+既易被氧化也易被還原，因此水溶液中無法生成水合Cu+。
ⅱ.CuCl為白色固體，難溶于水，可溶于c(Cl-)較大的溶液生成[CuCl3]2-。
1
2
3
(3)證明d所得棕色溶液含有[CuCl3]2- ：用滴管吸取少量棕色溶液，滴入蒸餾水中，出現白色沉淀。用平衡移動原理解釋產生該現象的原因：
_________________________________________________________________________________________________。
棕色溶液滴入蒸餾水后離子濃度減小，使CuCl(s)+ 2Cl- (aq) [CuCl3]2- (aq)的Q>K，平衡逆向移動，析出CuCl 沉淀
裝置 編號 試劑 實驗現象
c 3 mol·L-1稀硫酸 始終無明顯變化
d 3 mol·L-1稀鹽酸 銅片表面變黑，溶液變為棕色
1
2
3
(4)與c對比，d能發生反應的原因是________________________________
　　　　　　 　。
(5)由實驗Ⅱ可推知，該條件下SO2、CuCl、Cu2+的氧化性由強到弱的順序為　　　　 　　。
Cu2+>SO2>CuCl
裝置 編號 試劑 實驗現象
c 3 mol·L-1稀硫酸 始終無明顯變化
d 3 mol·L-1稀鹽酸 銅片表面變黑，溶液變為棕色
Cl-與Cu+結合成[CuCl3]2-，其氧化性
弱于SO2，能夠被SO2氧化
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